城市地下管线信息化建设思路探讨

黄志洲，戴相喜，陶书竹

(1.南京市测绘勘察研究院有限公司，江苏南京 210005；2.南京大学金陵学院城市与资源学院，江苏南京 210089)

城市地下管线信息化建设思路探讨

黄志洲1∗，戴相喜1，陶书竹2

(1.南京市测绘勘察研究院有限公司，江苏南京 210005；2.南京大学金陵学院城市与资源学院，江苏南京 210089)

地下管线信息化是“数字城市”建设的重要组成部分。分析了国内城市地下管线普查现状，为了更好地发挥地下管线数据在城市建设、管理方面的作用，对管线数据进行信息化管理是一条有效途径。基于此，本文重点关注城市地下管线信息化建设过程中的几个关键问题，如标准建立、系统架构、共享交换、数据更新等，并对这些问题的设计思路进行了相应探讨。

地下管线；共享与交换；信息系统

1 引 言

城市地下管线数据是城市基础地理信息数据重要组成部分，是“数字城市”建设重要内容之一。传统的地下管线运行和管理方式存在安全隐患，地下管线信息由各权属单位管理维护，不利于信息的共享和交互，地下管线安全事故时有发生。随着社会经济的发展和人们认识水平的提高，对地下管线的安全运行和管理，越来越迫切地提上了历史日程，特别是当一些重大的地下管线安全事故发生后，城市主管部门对地下管线的安全运行更加重视。目前许多大城市已经完成了地下管线的普查与建库工作，许多中小城市也已经或者正在开展地下管线普查与建库工作。如何利用好地下管线普查成果，发挥其在城市规划、设计、建设、管理以及应急、防灾减灾中的指导作用，并制定合理的更新策略，对地下管线数据库进行动态更新，防止其成为“死库”，逐渐失去其利用价值，是我们急需解决的问题。

随着计算机、网络、信息化、物联网等技术的发展以及GIS技术的推陈出新，基于Web服务的地下管线数据共享、交换甚至管线设备实时监控都已成为可能。本文旨在探讨建立城市地下管线信息管理中心，对城市地下管线进行集中和分布相结合的方式，对城市地下管线数据统一管理，并通过共享和交换技术实现与各地下管线权属单位之间的数据共享和交换，在此基础上开发各种数据应用的信息系统，如管理系统、三维展示系统、应急指挥系统、监控系统等，为城市管理和决策服务。

2 数据标准建设

数据标准建设是地下管线信息系统建设的首要工作，因为数据标准是地下管线数据共享和交换的基石。由于城市地下管线数据管理中心是采用集中与分布管理相结合的方式对各类地下管线进行管理，因此数据采集标准建设应充分考虑综合管线和专业管线的需求。综合管线对象是城市快速路、主干路、次干路、支路和城市广场内的各类地下管线，其属性是管线的空间位置信息和管线管理的通用属性信息，如管径、电压、压力、孔数等；专业管线对象仅包含本专业的管线信息，不包含其他类型管线的信息，其覆盖范围与综合管线有所不同，一般包括该类别所有户外的管线，其属性除了综合管线所包含的信息外，还应包含专业管线运行、维护和管理的专业信息，如:电力类管线的电流、用电负荷等级、电阻等信息。地下管线数据标准建设一般包括:空间坐标系统、分类与代码、数据采集标准。

2.1 空间坐标系统

地下管线空间坐标系统一般与城市基础地理信息坐标框架相一致，目的是方便多元数据的整合和管理。常用的有各城市地方坐标系统和高程系统，或者使用国家最新发布的CGCS2000大地坐标系。

2.2 分类与代码

综合考虑到综合地下管线和专业地下管线的需求以及地下管线数据作为城市基础地理信息数据组成部分的客观事实，地下管线要素分类与代码的制定可参考国家相关规范的要求，如:《基础地理信息要素分类与代码》GB/T 13923－2006，《城市地下管线探测技术规程》CJJ 61－2003等，在此基础上，遵循规范的扩充规则，对地下管线分类与代码进行相应的扩充，一方面满足地下管线分类的要求，另一方面也可以满足地下管线数据与其他地理信息数据的融合需求，如与地形数据的融合要求等。

2.3 数据采集

地下管线数据标准除了空间坐标系统和分类与代码外，还应包含数据采集标准。数据采集标准应包含两个方面:一是管线空间位置信息相关标准，一是管线属性信息相关标准。管线空间位置标准可参照《城市地下管线探测技术规程》CJJ 61－2003要求进行探测和成图；管线属性信息则需要综合考虑综合管线和专业管线的需求，在综合管线属性数据基础上结合专业管线对管线运行、维护、管理的需求，添加上专业管线属性信息。这样既能满足综合管线数据库与各专业管线数据库数据交换的要求，也能满足综合管线数据库对其他权属单位以及相关部门之间数据共享的需求。

3 系统框架建设

3.1 系统总体框架

城市地下管线信息作为城市基础地理信息，具有很广的应用领域，需求很多，如:各权属单位、城市建设部门、城市规划部门、应急指挥部门、公共安全部门、施工单位、社会公众等。城市地下管线管理中心应首先将自身功能进行正确定位，考虑到各管线权属单位维护管理其管线数据的传统模式短时间内无法改变的现实和各方面对管线数据的迫切需求，地下管线管理中心应将自身定位在管线数据共享和交换的中心。其主要作用有:①向城市规划、建设、管理、应急、路政等政府部门和各管线权属单位提供数据共享服务，避免管线数据重复建设，为城市运营和管理提供决策支持；②为建设和施工单位提供数据查询服务，减少施工事故；③通过数据交换服务，同步管线数据管理中心与各权属单位管线数据库数据，保持数据现势性。系统总体框架图如图1所示。

图1 地下管线信息化总体框架

3.2 数据共享与交换

由于城市地下管线各权属单位对信息化重视和掌握水平不一，其信息系统建设也有差别。有的权属单位建立了完善的专业管线GIS信息系统，并制定了合理的数据动态维护机制(如竣工测量)，有的权属单位仍然使用CAD数据管理模式，有的甚至没有完整的专业管线资料。在管线数据管理中心数据搜集、整理与建库过程中，需要根据不同情况区别加以对待:对于有GIS数据以及CAD数据的权属单位，应搜集其现有管线数据，并进行资料核查，若资料情况较好，则通过数据加工整理的方法，导入到数据中心的综合管线数据库中；对于通过核查发现数据质量较差以及数据资料缺失的权属部门管线，需要通过政府统一出资或者权属单位赞助等方式，完成地下管线的普查，并建立其管线数据库。

管线数据按照集中和分布相结合的方式进行管理。集中就是城市管线数据管理中心建立一个综合地下管线数据库，作为各类管线数据的集散中心，对其他权属单位以及其他用户共享数据。分布就是各权属单位各自维护其专业管线数据库，若其信息化水平不足或不愿意管理，可由管线数据管理中心代为管理。各权属单位通过竣工测量等方法，保证其各自专业管线数据库数据的现势性，对其专业管线数据负责。管线数据管理中心通过数据交换机制，从各专业管线数据库中提取数据更新信息，更新其综合管线数据库，保证综合管线数据库的现势性。

管线数据共享时将管线数据分为共享数据部分和私有数据部分加以对待。共享数据部分是指管线的一些通用属性。私有数据部分是指专业管线的运行、维护、管理数据。管线数据中私有数据部分仅对各权属单位自身开放，对其他专业的管线权属单位仅开放共享数据部分。这样就建立了一种对各专业管线权属单位互惠互利的安全有效的管线数据管理模式。各自仅需维护好各自专业的管线数据，就可以分享到其他专业管线权属单位的成果。防止了数据建设的重复投资，并减少了施工事故。管线数据共享与交换机制如图2所示。

图2 城市地下管线共享与交换机制

图3 信息系统框架

3.3 信息系统架构

地下管线信息系统建设是在城市地下管线数据集中与分布管理相结合基础上进行设计的。一方面，充分考虑各界对管线数据应用的需求，开发各类专题功能，充分发挥地下管线数据的作用；另一方面，需要保护管线权属单位已有的信息化投资，使他们现有信息系统不改变或者经过很小的改动即可接入到现有管线信息系统框架中来。

地下管线信息系统分如下几个部分:数据共享平台、数据交换平台、管线管理控制平台、决策支持平台、门户展现平台等。具体架构如图3所示。

4 法律法规建设

地下管线信息化体系建设还有一个最重要的方面就是相关法律、法规、制度的健全。地下管线数据是地下管线信息系统中最基础和最重要的一环，是建立在其上的各类信息系统分析、预测、应急指挥的关键所在，而现在各城市中基础建设日新月异，各类新管线铺设、旧管线废弃改造随时都在进行，如何能建立一套行之有效的管理办法，保障管线数据库中数据能够实时更新是迫切需要解决的问题。

目前通常情况下地下管线建设和管理部门是各管线权属单位，他们掌握了管线设计、施工的第一手资料，管线数据的更新和维护由各权属单位履行最符合实际。基于此，政府主管部门可制定相应的地方法律法规，强制要求各权属单位和施工单位在管线施工后及时完成管线竣工测量，更新其专业管线数据库，并通过建立相应的奖惩机制，确保管线数据库动态更新。

5 小 结

本文从地下管线信息化建设过程中的几个关键问题出发，分别探讨了管线数据标准、系统框架、法律法规等方面的建设思路，提出了基于集中和分布相结合的地下管线数据管理机制，在此基础上通过数据共享与交换手段，在保证地下管线能被充分共享利用的前提下，也能保持管线数据库的动态更新，提高了地下管线管理水平和利用效率。

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国家测绘地理信息局李朋德副局长考察重庆市测绘工作

(本刊讯)2012年7月25日，国家测绘地理信息局李朋德副局长在重庆市规划局张远总规划师以及国家测绘地理信息局、中国测绘学会相关人员及重庆市规划局相关处室负责人的陪同下考察重庆市测绘工作。

李朋德副局长兴致勃勃地参观了重庆市勘测院计划经营办公室以及档案数据中心，向该院陈翰新院长详细了解了相关情况并听取了该院关于近年来科技创新管理、科研成果及转化、信息化测绘体系建设以及三维数字重庆建设及应用等工作的汇报，随后前往重庆市地理信息中心进行参观。

李朋德副局长对重庆市测绘工作给予了高度评价，他指出:重庆市测绘主管部门管理到位，测绘行业很团结，全市技术力量、科研成果实现了有效的融合，充分达到了共鸣的效果，在管理创新、技术创新，服务创新方面的亮点也很突出；特别是重庆市勘测院开发的重庆市三维数字城市平台细节要素齐全、真正提供了完整的建筑，实现了数字城市建设的理想境界，将基础测绘和专业领域有机地结合起来，有力促进了城市的规划、管理以及招商引资，李朋德副局长还对该院科技创新以及人才引进培养工作表示了肯定。

李朋德副局长希望相关部门认真学习重庆市测绘管理模式的经验，推进信息化测绘体系以及数字城市建设。希望重庆市测绘行业做好创新工作，加大服务模式创新力度，提供管理型、生产型和生活型地理信息服务，把地理信息服务推广应用到各行各业；加强科技创新和人才培养力度，加大科研投入，通过项目培养人才，以人才带动创新；及时对经验进行总结，起到良好的示范作用，带动全国测绘地理信息行业管理、技术、服务迈上更高的水平。

(重庆市勘测院 向华林供稿)

Discuss on Urban Underground Pipeline Information Construction

Huang Zhizhou1，Dai Xiangxi1，Tao Shuzhu2
(1.Nanjing Institute of Surveying，Mapping＆Geotechnical Investigation，Co.，Ltd.Nanjing 210005，China；2.Urban and Resource Department Nanjing University Jinling College，Nanjing 210089，China)

Information Construct of Urban Underground Pipelines plays an important role in the build of“Digital City”.This paper analysis the Urban Underground Pipeline survey status in China，Regards taking pipeline data into information management is an effective way to express the usage of underground pipeline data at urban Construction and Management.Base on this thought，this paper Emphasis On several Key questions in the Information Construct progress of Urban Underground Pipelines，Such as Standards Building，System Architecture，Share and Exchange，Data Update and so on，then discuss on how to resolve these questions.

Underground Pipeline；Share and Exchange；Information System

1672－8262(2012)04－35－04

P208.2

B

2011—12—23

黄志洲(1967—)，男，高级工程师，主要从事测绘管理工作。